公路工程施工中软土地基问题及处理技术

发表时间:2021/5/14   来源:《工程管理前沿》2021年2月4期   作者:刘平珍
[导读] 随着经济社会的发展,城乡建设取得了突飞猛进的进步,
        刘平珍
        惠州惠龙高速公路有限公司   广东惠州  516000
        摘要:随着经济社会的发展,城乡建设取得了突飞猛进的进步,我国建设的公路越来越多,对公路工程的质量要求也越来越高,但是在公路施工过程中,我们因建设场地限制等原因,经常会遇到不良地基的问题,尤其是出现软土路基的情况。为改善软土路基公路施工质量,提升施工效率,本文简要论述了公路施工中软土路基对整个施工过程的影响,产生的各种不良后果,并分析了其原因,同时也研究了处理软土路基的各种常用的技术,供施工工程技术人员参考。
        关键词:公路工程;施工;软土地基;处理技术
引言:
        在公路工程施工过程中,我们常常会遇到软土地基的现象,公路行业规范里对软土地基有着明确的定义,常常是指强度非常低、土层压缩量较高的土层,大多含有大量的有机物质,比如淤泥质、原水稻田、生活垃圾基础等。软土地基因为地质性质而不同,存在着极大的不可预见性,在设计、施工过程中,很容易产生工程质量事故,产生安全隐患,导致公路使用寿命降低。目前,工程技术人员越来越重视软土地基的处理,根据工程地质实际情况,采用合理的技术措施,提高地基的承载能力,避免软土地基对公路结构层的损害,提高公路的施工质量。
        一、软土地基问题在公路工程施工中的表现及原因
        公路工程中软土地基会产生很多问题,这是由软土地基物理结构及特性所决定的,软土地基孔隙度大、含水量大、透水性低、并且具有一定的流变性,对地基结构和稳定性要求是个严重的挑战,常见的公路工程中出现的软土地基主要病害现象有:
        1、发生不均匀的沉降
        建筑物或者构筑物发生较大的沉降量,并且不均匀,产生此种现象的原因,有可能是工程地质勘测报告没有正确的反映出地基土层的性质、地下水及相关构筑的基本情况,设计人员判断出现错误,对软土地基预估不足,没有或者很少进行处理,有可能是设计人员没有在相应部位设置合乎规定的沉降缝,设计马虎计算等不精确等等原因,还有可能是施工工程的材料、工艺等不符合规范要求等等。总之,不均匀沉降现象是软土路基常见的一种病害,这和原地质状况、勘测设计质量、施工工艺和材料等密切相关,要实际问题实际情况进行分析。
        2、路面结构层被破坏
        交通工程路面结构非常重要,常见的路面结构层有路基、基层和面层等,结构层能够有效的承载交通荷载,提供安全舒适的行车环境,但因软土路基影响,若不进行处理,自身的承载能力就非常有限,稳定性极差,在常年雨水和路面荷载的作用下,路面施工材料会受到破坏,形成裂缝,严重的还会有坑坑洼洼,若是沥青混凝土路面,还会出现路面裂缝的现象,严重的影响交通行驶。
        二、软土地基在公路工程中常用的处理措施和技术
        软土地基处理总的原则是要根据不同的基础地质情况下因地制宜采用相应的技术措施,不能够简单的套用常用的方法,要对整个施工项目地质及相关情况进行科学合理的专业分析,比如在含水量大的饱和的淤泥质软土中,采用振捣压实的方式就不可行。现在,我们公路工程实施的范围和领域越来越大,施工队伍虽然越来越多,但是专业的施工人员还是相对短缺的,可能还会出现一些细节上把控不严,导致措施和技术不能落实,这需要我们项目参与人员高度重视,把软土地处理的措施和技术扎实的落实到施工管控的方方面面。


        1、换填垫层置换法
        在发现软土地基后,仔细分析其地质构成,若软土层厚度不是非常大,可以将路基面以下范围内的所有不符合工程标准的淤泥土质类的软弱土层部分或者全部移除,然后替换成无侵蚀性、稳定性和强度都比较大的材料,比如碎石或者砂砾等,一般比较经济的厚度为2-3米,因为该措施施工可以在短期内完成、造价相对较低,可以有效的节约成本,缩短施工的工期。但是在软土地基处理过冲,要注意进行严格的质量控制,要对地基地质进行科学的分析,确定施工方案,然后根据方案进行质量管控和施工,及时的进行换填,在填充地基形成符合要求的复合地基的过程中,要对材料密实度等指标控制,合理使用各种压实机具,确保换填质量满足施工要求。
        2、强夯加固法
        对于空隙度非常大,并且含水量在一定范围内的软弱粘土性地基,可以采用重锤或强夯,基本原理是利用土层在强大的冲击能作用下,使得土体孔隙压缩,在夯击点周围形成良好的裂缝排水通道,土体能够迅速固结,增强土体强度。实际应用中,通常有强夯挤密和强夯置换两种方法,强夯挤密主要是在加固砂石、湿陷限黄土等施工区域应用,能够有效的提高地基密实度,但是施工需要的时间较长,成本很高,并且无法改善深层地基质量和性能,所以在使用过程中,要充分分析考虑,合理选用。而强夯置换法,是利用高能冲击将碎石,片石等性能好的材料强行挤入软弱地基中去,形成复合地基,提高软弱地基的强度,这破坏了原有的土体结构,形成了新的结构形式,现在因为噪声、成本、施工时间以及我国其他处理软土地基措施方法进步等原因,强夯的使用越来越少了。
        3、预压处理法
        常用的有堆载预压法、真空预压法及排水固结预压法等等。堆载预压是在工程建设之前用大于设计荷载的填土进行施压,促使软弱地基凝结沉降,地基固结,提高地基的强度,减少施工后沉降,通常适用于厚度小于4米的淤泥土类,经过堆压预处理后的地基一般不再回产生大的沉降。这种方法施工简单,不需要特殊机械和材料,但是时间长、工期长,选用要综合考虑。真空预压是在需要加固处理的软土内设置塑料排水板或者砂井,通过埋设其中的吸水管道,利用真空设备进行抽气,形成气压差,从而转变成作用于地基上的荷载,地基不会产生剪切破坏。这种方法不要堆载,缩短了预压时间,省去了大量堆载材料,不需要大型设备,还可以大面积施工。排水固结法是利用地基排水,通过顶压,孔隙进行排水,增大有效应力,达到强化地基的目的,该办法在饱和性土类地基中有着广泛的应用,常常还结合真空预压等方法进行。总之,预压法可以有效的增强软土地基,使用方便,每种预压方法不是单一的一种处理方法,可结合多种方法进行综合使用。
        4、土工加筋或土工格栅垫层法
        利用土工织物加筋垫层或者土工格栅等补强材料对软土地基进行加固,充分利用补强材料的刚度、抗拉强度等特性,提高地基的承载能力,增加公路的稳定性,提高排水能力,一般施工过程是:先平整场地,清除表层土及地表水,然后在地基上铺设一层10公分左右的砂垫层,再在上面铺设一层土工格栅,做好接缝回包处理,保持土工格栅平整顺适,最后再分层填筑路基,并满足相应规范要求。施工过程中要注意控制填土速率并加强观测。
        5、碎石桩加固技术
        通过利用外部强力振动冲击能量作用下,利用碎石料填充软土地基,对软土地基进行持续不断的进行击打,使得碎石料同周围土体形成符合要求的复合地基。常用的方法有振冲碎石桩法,通过振动锤击,碎石料能够和土体之间咬合,形成一根根直径约为70-110公分的桩体,本身就构成了地基组成的一部分,具有良好的排水通道,有利于排水固结,在软土地基础了中,特别是在具有高填土的桥头等过度地段,为了减少地基土的变形,采用该方法非常合适。
        三、结语
        综上所述,在公路工程施工中对软土地基进行科学合理处理非常必要和重要,可以提升公路路基的承载力,避免出现道路沉降、路面结构破坏等质量病害,大大提升公路的使用寿命,有利于我国城乡交通高质量发展。软土地基处理在公路工程施工过程中很关键,项目管理人员必须要高度重视,针对不同软土地基的性质和特点,要采取合适的技术措施,增强软土地基的强度和承载能力,满足公路工程使用技术指标,确保公路工程的施工质量。
参考文献:
[1] 颜景波.软土地基施工技术在公路桥梁施工中的应用[J].工程建设与设计,2019(02):164-165
[2] 史亚平,公路工程施工中的软土地基问题[J]. 中国公路,2019(02):114-115
[3]杨山.浅谈高速公路地基沉降处理方法[J].中小企业管理与科技,2009,(2).
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